Устройство для записи и воспроизведения звуков Советский патент 1934 года по МПК G11B7/12 

Изобретение относится к устройствам для записи и воспроизведения звуков, в частности, к фотографическим способам, при коих сила звука зависит от количества света, поступающего на воспринимающий или воспроизводящий прибор.

Все приборы для записи и воспроизведения звука производят в больщей или меньшей степени посторонние щумы, в том числе фон. В тех случаях, когда подлежащий записи звук слабее того, к какому приноровлено данное устройство, например, „ослабевающие звуки (diminuendo) в музыке, различие между этим звуком и звуковым фоном уменьшается, и тем самым затрудняется удовлетворительная запись и воспроизведение звука.

Целью настоящего изобретения является создание устройства для удовлетворительной записи и воспроизведения звуков и в тех случаях, когда записываемая музыка состоит как из очень сильных, так и из очень слабых звуков с таким расчетом, чтобыдля слабых звуков применялось более значительное усиление; чтобы звуки, записанные при сильном усилении, можно было воспроизводить, усиливая их лишь в небольшой степени; чтобы сказанное достигалось автоматическим путем. Сущность изобретения заключается в том, что с целью сообщения зеркальцу осциллографа, кроме быстрых колебаний звуковой частоты, еще медленных - колебаний или смещений нулевой линии осциллограммы, соответствующих колебаниям интенсивности звука, принимаемого микрофоном, выходной контур последнего каскада, включающий обмотку осциллографа, соединен последовательно с потенциометром, включенньт в выходной контур выпрямительной

Г;,К(ПЫ.

Ма чертеже изображена схема пред.г йемого устройства.

В устройстве, изображенном на чер.че, микрофон // подает ток во входгй контур /2, состоящий из первичной обмотки трансформатора 75 и параллельной ей первичной обмотки трансформатора М.

Вторичная обмотка трансформатора J3 присоединена к сетке электронной лампы 75 и через сопротивление J6 и батарею смещающего напряжения 77 к нити той же лампы. Лампа 75 присоединена к усилителю J8 таким образом, чтобы усиление лампы /5 определялось средним напряжением на сетке. На чертеже изображена общеизвестная применяемая

для этой цели цепь. Она состоит из сопротивления 21 в анодной цепи лампы /5 и конденсатора 22, посредством коего конец этого сопротивления, ближайший к аноду лампы, присоединен к выходному контуру усилителя 18.

Обычную анодную батарею 23 включают в любой участок анодной цепи. Если она присоединена, как изображено на чертеже, к катодному зажиму сопротивления 21, то та же самая батарея может служить также анодной батареей для усилителя 18.

Выходной контур усилителя 18 присоединяют, предпочтительно, через трансформатор 24 к колебательному элементу осциллографа 25. Источник света 26 через щель 27 и оптическое устройство в виде линзы 28 освещает зеркало осциллографа. Свет, отраженный от зеркала, проходит через щель 3 и освещает большую или меньшую часть фильма, в зависимости от положения зеркала. Край щели 27 устанавливают, по большей части так, чтобы на фильме получались определенные контуры звуковой записи.

Трансформатор 4 питает входной контур лампы 30, снабженной гридликом 5/-32, благодаря которому лампа 30 служит выпрямителем. В анодную цепь лампы 5 включен фильтр низкой частоты. Этот фильтр состоит из катушки и двух конденсаторов 34. Анодная батарея 35 включена вне этого фильтра, но ее можно включать в любой участок анодной цепи.

Сопротивление 76 включено в анодную цепь лампы 30 вне фильтра. При желании, в шунт может быть включено переменное сопротивление 36. Потенциометр 5 присоединен параллельно сопротивлениям . Между подвижным контактом потенциометра и одним из зажимов его включен конденсатор 41. Выходной контур потенциометра присоединен к вторичной обмотке трансформатора последовательно с осциллографом 25. Таким оэразом, конденсатор 41, вторичная обмотка трансформатора и вибратор осциллографа образуют цепь, по большей части, небольшого сопротивления для низкой частоты.

При работеэтого устройства подлежащие записи звуки воспринимаются микрофоном //. Возникающее напряжение цепи 12 подается при помощи трансформа-тора 13 на сетку лампы 15 и при этом усиливается до степени, определенной средним напряжением на сетке 15.

Токи в цепи 12 вызывают переменные напряжения на сетке выпрямляющей лампы 30. Под воздействием конденсатора 31 и сопротивления 52 переменные напряжения вызывают заряд на сетке лампы 30 и, таким образом, изменяют ее напряжение в соответствии со средней амплитудой переменных напряжений.

Это действие совершенно аналогично действию обыкновенного детектора с гридликом. Однако, существует некоторая разница, заключающаяся в том, что колебания напряжения гораздо медленнее, чем в обычной детекторной лампе, так как токи входного контура 12- звуковой частоты.

Ток в выходном контуре детекторной или выпрямительной лампы 30 состоит из очень незначительной составляющей низкой частоты, а главная его составляющая изменяется в зависимости от средней силы звука в микрофоне 11. Для того, чтобы мгновенные внезапные изменения силы звука не вызывали соответственных внезапных изменений тока в выходном контуре лампы 30, предусмотрен фильтр 55-34. Предпочтительно, это фильтр низкой частоты, сильно заглушающий звуковые частоты.

Частоты порядка одного-двух периодов в секунду или даже всего в один- два периода в две секунды передаются через .фильтр и производят соответственные изменения тока в сопротивлениях 7б и 39. Надлежащее распределение тока между этими двумя сопротивлениями можно регулировать путем соответственного регулирования сопротивления 36. Дальнейшее регулирование соотношения между колебаниями осциллографа, постоянным или медленно изменяющимся током в сопротивлении /( и изменениями напряжения звуковой частоты, передаваемыми трансформаторов 75, достигается посредством регулирования потенциометра 39. Когда увеличивается ток, проходящий через сопротивления 16 и 36, падение напряжения в сопротивлении 16 увеличиваете. Поэтому левый зажим сопротивления 16 становится более отрицательным, сопротивление 75 лампы увеличивается, отношение всего сопротивления цепи батареи 23 к сопротивлению 21 вследствие этого увеличивается, а пээтому изменения напряжений в конденсаторе 22 -обладают малой амплитудой. Таким образом, представляется очевидным, что изменение среднего напряжения в сопротивлении 16 вызывает изменение среднего усиления в лампе 15. Если это изменение при первоначальной установке прибора обратно желаемому, то переключают соединения лампы 30 с сопротивлением 16.

Слабые звуки вызывают незначительные изменения напряжения на сетке лампы 30, создавая на ней лишь незначцтельный отрицательный заряд и умень1йая, таким образом, совершенно незначительно анодный ток лампы 30, по сравнению с величиною его в период молчания.

Громкие звуки вызывают значительные изменения напряжения на сетке лампь 30 и, следовательно, сильно уменьшают ток в сопротивлении 15. Поэтому-то слабые звуки усиливаются в большей степени, а громкие-в значительно меньшей

Пики получающэйся при этом записи, соответствующие слабым звукам, передаются с меньшей высотой, из высота их относительно больше, чем если бы не имело место только что описанное усиление.

Точно так же записываются пики большей высоты, в соответствии с более громкими звуками,-но высота этих пиков также относительно меньше, чем в том случае, если бы усиления (соответствующие громким звукам) не уменьшались так, как это описано выше.

Кроме этих изменений усиления, осуществленного уже известным приемом, изменяется также, согласно изобретению, и нулевая точка, с которой начинаются волны записи. Эго получается в результате воздействия постоянного тока в выходном контуре потенциометра 39. Потенциометр подает через осциллограф 25 постоянный ток, который накладывается на ток звуковой частоты, поступающий через трансформатор 24, В результате воздействия постоянноготока на осциллограф получается постоянное отклонение зеркала, так что, по крайней мере, часть щели 3 попадает в постоянно освещенное пространство, если же отклонение зеркала происходит в обратном направлении, то в постоянно затемненное пространство. Этот сдвиг основной линии именуется постоянным для отличия его от изменений, происходящих при звуковой частоте.

На самом деле, эти изменения могут происходить через каждые несколько секунд или даже по несколько раз в секунду.

Комбинированного воздействия постоянного тока, а также тока звуковой частоты оказывается, по большей части, вполне достаточно для того чтобы была постоянной при каждом колебании зеркала, максимальная, освещенная часть щели 3.

Когда часть фильма с записью, соответствующей громким звукам, например, проходит перед оптическим устройством, фото-элемент освещается лишь при продвижении перед щелью пиков. Площади, не прерываемой углублениями, проходящими перед щелью, не имеется. Вследствие этого фото-элемент освещаете я лишь умеренно.

Поэтому звуки, записанные с относительно небольшим усилением, воспроизводятся с огносительнэ большим усилением.

Запись же звуков, соответствующая слабым звукам, предсгавляет собою сравнительно широкую полосу чистого фильма; поэтому получается сильное освещение фото-элемента. В результате усиление уменьшается. Таким образом, звуки, записанные при большей степени усиления, воспроизводятся с незначительным усилением. Поэтому, эти звуки на выделяются чрезмерно при воспроизвецении музыкального произведения, а звучат очень тихо.

Нетрудно убедиться в том, что влияние фона, происходящего от шума, производимого фильмом или же усилителем, в значительной степени устраняется при применении этого способа. Громкие звуки можно легко записывать на фильме, причем фон совершенно не мешает этому, так как сила его совершенно ничтожна по сравнению с этими звуками. Тихие же звуки, будучи усиленными, становятся

сильными, по сравнению с фоном; поэтому фон не мешает воспроизведению усиленных звуков.

При воспроизведении записи фильма значительного усиления не применяют даже для слабых звуков и тем самым избегают опасности усиления фона даже при воспроизведении слабых .звуков.

Предмет патента.

Устройство для записи и воспроизведения звуков, отличающееся тем что,

с целью сообщения зеркальцу осциллографа 25, кроме быстрых колебаний звуковой частоты, еще медленных колебаний или смещений нулевой линииосциллограммы, соответствующих колебаниям интенсивности звука, принимаемого микрофоном //, выходной контур последнего каскада,включающий обмотку осциллографа 25, соединен последовательно с потенциометром 39, включенным в выходной контур выпрямительной лампы 30.

12 /3

5

7

л